Štruktúry ako Medzinárodná vesmírna stanica sú príliš veľké a ťažké na to, aby sa dali postaviť na Zemi a potom vypustiť na Zem ako jeden kus. Namiesto toho bola ISS zostavená vo vesmíre ako obrovská súprava Lego s použitím veľkých modulov, ktoré boli dodané prostredníctvom viacerých štartov rakiet počas 12-ročného obdobia. To je dosť ťažké, keď máte čo do činenia so štruktúrou navrhnutou tak, aby sa vznášala na obežnej dráhe Zeme. Ale čo keď prieskum vesmíru urobí ďalší krok a ľudstvo chce stavať zložité stavby ďalej, napríklad na Marse?
Obsah
- Vďaka tímovej práci funguje robot snov
- Robotické tímy sú všade
- Všetko je o kontrole
- Len začiatok príbehu
To je miesto, kde a nový projekt MIT prichádza do hry. Stelesňuje mantru „Tímová práca robí sen funguje“ a predstavuje systém malých kolaboratívnych robotov – prezývaných príbuzný roboty – ktoré by jedného dňa mohli spolupracovať na budovaní vysokovýkonných štruktúr, od lietadiel cez domy až po vesmír osady.
Odporúčané videá
Roboty v tvare V, nazývané Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorers (alebo BILL-E), pripomínajú miniatúrne ramená. Pohybujú sa ako palcové červy a dokážu poskladať malé trojrozmerné modulárne časti, nazývané voxely, do väčších štruktúr. Rovnakým spôsobom, ako je možné reprodukovať obraz akejkoľvek zložitosti na obrazovke pomocou jednoduchého štvorca pixelov, myšlienka tvorcov BILL-E je, že roboty by mohli dosiahnuť to isté v trojrozmerný svet. Každý voxel môžu roboty zdvihnúť a umiestniť na miesto a potom ich spojiť pomocou špeciálneho západkového systému, ktorý je súčasťou každej stavebnej jednotky.
Súvisiace
- Finishing touch: Ako vedci dávajú robotom ľudské hmatové zmysly
- Budúcnosť výroby: Pohľad dopredu na ďalšiu éru výroby vecí
- Budúcnosť automatizácie: Roboty prichádzajú, ale nezoberú vám prácu
„Naše roboty dokážu postaviť štruktúry väčšie a presnejšie ako oni sami,“ povedal pre Digital Trends Benjamin Jenett, jeden z hlavných výskumníkov projektu. „Neexistuje žiadny nárast nákladov na infraštruktúru okrem výroby jednotlivých komponentov voxelov a jednoduchých robotov. V tomto zmysle geometrická zložitosť nie je drahá. Relatívna robotická montáž využíva jednoduchý, opakovateľný postup na výrobu vysokovýkonných štruktúr na požiadanie, kde jediná montáž je konečná montáž.
Vďaka tímovej práci funguje robot snov
Niet pochýb o tom, že roboty BILL-E na vytváranie voxelov MIT sú vzrušujúce. Ale možno najvzrušujúcejším aspektom z nich je to, čo naznačujú o ďalšej hranici pre roboty. Už viac ako pol storočia, minimálne odvtedy, čo výskumníci SRI International postavili prvý univerzálny mobilný robot, boli inžinieri právom nadšení z možnosti použitia robotov.
Dnes sa roboty používajú v širokom spektre aplikácií. Ľudia, ktorí ich stavajú, sľubujú, že budú môcť vykonávať nudné, špinavé, nebezpečné a vysokodolárové práce, na ktoré sa ľudia menej hodia. Ale hoci jeden robot môže byť užitočný, je to čoraz viac tímov robotov, ktorí ponúkajú pohľad na to, kde môžu byť najcennejšie. Dôkazy o tom, kde môžu tímy strojov triumfovať, sú evidentné vo všetkých rôznych mierkach. Existujú malé roboty, ako sú relatívne roboty vyvinuté MIT. Rovnaké princípy spolupráce však platia aj pre väčšie roboty.
Minulý rok Boston Dynamics zverejnil krátke video v ktorom dvaja z robotov SpotMini spolupracovali na dosiahnutí spoločného cieľa: otvorenie dverí kancelárie. Je to obmedzená, zjednodušená ilustrácia spolupráce, no napriek tomu ukazuje, aká mnohoraká stroje môžu spolupracovať pri vykonávaní úloh, ktoré by boli oveľa náročnejšie alebo dokonca nemožné ich vlastné.
Ahoj, Buddy, môžeš mi dať ruku?
Existuje široká škála problémov, ktoré takéto kolaboratívne roboty sľubujú vyriešiť. V niektorých prípadoch ide o vyhýbanie sa alebo odstraňovanie prekážok, ako napríklad v prípade SpotMinis s otváraním dverí. V iných by to mohlo byť skúmanie veľkých oblastí pomocou viacerých robotov, z ktorých každý sleduje svoje vlastné individuálne cesty, ale koordinované tak, aby pokryli širokú oblasť bez toho, aby si navzájom šliapali na prsty. To môže byť užitočné napríklad pri mapovaní. Môže tiež umožniť robotom zlepšiť svoje schopnosti učením sa metódou pokusu a omylu a následným odovzdaním týchto informácií ostatným v skupine; umožňuje všetkým zúčastneným rásť inteligentnejšie a rýchlejšie.
Robotické tímy sú všade
Príklady tímových kolaboratívnych robotov sú všade. Na Kolumbijskej univerzite v New Yorku profesor Hod Lipson a jeho tím vyvinul roj diskovitých robotov ktoré sa môžu spájať a vytvárať rôzne tvarové faktory. Napríklad, ak sa potrebuje posunúť cez medzeru, roboty sa môžu preusporiadať do tvaru, ktorý im umožní prejsť cez ňu, predtým, ako sa na druhej strane znova poskladajú ako širšia konštrukcia.
Medzitým, ako súčasť programu Innovative Advanced Concepts NASA, je renomovaná vesmírna agentúra práca na projekte točiace sa okolo skupiny robotov nazývaných „coboti“. Títo koboti môžu pracovať ako tím pri skúmaní oblastí, ako sú jaskyne, ale tiež spolupracovať na umožňovaní nových typov pohybu. Jedného dňa NASA dúfa, že by sa dali použiť na prieskum iných planét.
Tieto prístupy sú neuveriteľne vzrušujúce. V oboch príkladoch sú však použité roboty navzájom identické. Nemusí to tak byť. V skutočnosti by v mnohých scenároch mohlo byť užitočnejšie, keby tímy robotov pozostávali z robotov so značne odlišnými schopnosťami. Viete, ako efektívne tímy ľudí.
Zoberme si napríklad tímy spolupracujúcich robotov, ktoré spolupracujú pri pátracej a záchrannej misii po prírodnej katastrofe. Toto je niečo, čo už je aktívne skúmané kvôli nebezpečenstvu spojenému s vyslaním ľudských záchrancov. Ale aj keď mať viac jednotiek toho istého robota, môže byť nepochybne užitočné pri určitej záchrane Schopnosť spojiť robotov s rôznymi zručnosťami by mohla dokázať ešte viac cenné.
Predstavte si, že používate robota typu skaut s pokročilými optickými schopnosťami v kombinácii s ťažším robotom, ktorý je tu na to, aby odvážal sutiny alebo prinášal obetiam jedlo a vodu. Táto schopnosť používať viacero typov robotov spolu je niečo, čo sa v súčasnosti skúma Podzemná veľká výzva DARPA. Účastníci súťaže musia vyvinúť autonómne roboty na preskúmanie podzemného prostredia. Namiesto toho, aby sa obmedzovali na jeden typ robota, môžu zostaviť tímy značiek pozostávajúce z viacerých typov strojov, od štvornohých robotov inšpirovaných psom až po lietajúce drony.
Všetko je o kontrole
Ako každý, kto niekedy pracoval v tíme, vie, samozrejme, vodcovstvo je veľká otázka, pokiaľ ide o diktovanie cieľov. Pokiaľ ide o roboty, nie je to o nič menší problém – a existuje viacero možných odpovedí.
„Na rozdiel od distribuovanej architektúry používame centralizovanú riadiacu architektúru,“ povedal Benjamin Jenett, výskumník projektu BILL-E. „To znamená, že jedna entita, v tomto prípade laptop, vypočíta [celú] postupnosť zostavenia a plánovanie cesty robota a bezdrôtovo odosiela príkazy mobilným robotom. Roboty potom vykonávajú túto cestu, ktorá pozostáva z malého súboru predpísaných pohybov – krok, otočenie, zdvihnutie, umiestnenie – s obmedzeným množstvom snímania spätnej väzby.
Prinútiť viacero robotov, aby spolu hovorili, je nesmierne zložitý problém, ktorý si vyžaduje veľa predbežného plánovania.
Jenett poznamenáva, že tento druh centralizovanej riadiacej architektúry môže ľahšie dosiahnuť optimálne výsledky, pretože všetko je naprogramované vopred. V tomto prípade je „jediný subjekt“, o ktorom hovorí, ako projektový manažér na stavenisku: plánovanie všetko vopred a uistiť sa, že každý člen tímu vie, čo má byť robí. Nie je to však dokonalé riešenie, pretože ho robí zraniteľným voči jedinému bodu zlyhania. V dôsledku toho Jenett povedal, že tím hľadá distribuované riadiace systémy do budúcnosti.
"To si vyžaduje väčšiu autonómiu od robotov, [to znamená] snímanie a rozhodovanie," povedal. "Máme však pocit, že náš hardvér možno ľahko upraviť tak, aby zahŕňal tieto zmeny v nadchádzajúcich fázach tejto práce."
Táto výzva bude pokračovať aj v nasledujúcich rokoch. Prinútiť viacero robotov, aby spolu hovorili, je nesmierne zložitý problém, ktorý si vyžaduje veľa predbežného plánovania. Pokroky v inteligencii roja však tiež umožnia robotom spolupracovať v určitých aplikáciách s distribuovanými formami inteligencie. Rovnako ako kŕdeľ vtákov, kde každý vták odpovedá svojim najbližším susedom, ale žiadny vták nevedie kŕdeľ, to má obrovský potenciál. Najmä pokiaľ ide o improvizačné stratégie.
Len začiatok príbehu
Práve teraz sme stále na začiatku tejto konkrétnej cesty. Rovnako ako spolupráca medzi ľuďmi a robotmi na pracovisku, tímy spolupracujúcich robotov zostávajú prevažne oblasťou výskumných laboratórií. Ale nezostane to tak.
Ako dokazuje všetko od Doručovacie roboty Starship Technologies spoločnosti ANYbotics ANYmal roboty na kontrolu ropných plošín, roboty sa stávajú súčasťou každodenného života. A tam, kde práve teraz spoločnosti zamestnávajú jedného alebo dvoch robotov na vykonávanie úloh, tento počet určite porastie.
Takže by mali začať spolu vychádzať – pre dobro nás všetkých.
Odporúčania redaktorov
- Zoznámte sa s novým nadhadzovacím robotom, ktorý dokáže dokonale napodobniť akýkoľvek ľudský hod
- Vtipná formulka: Prečo je strojovo generovaný humor svätým grálom A.I.
- Časť Terminátor, časť Otrasy: Tento robotický červ dokáže plávať pieskom
- Zvuk vedy: Prečo je zvuk ďalšou hranicou v prieskume Marsu
- Vyvíjajúce sa, samoreprodukujúce sa roboty sú tu – ale nebojte sa povstania
